模拟电子技术基础(王淑娟、于泳)全部课后答案(高等教育出版社)

模拟电子技术答案第2章【2-1】填空：1．本征半导体是，其载流子是和。两种载流子的浓度。2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度那么与有很大关系。3．漂移电流是在作用下形成的。4．二极管的最主要特征是，与此有关的两个主要参数是和。5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是、、、和。6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。完全纯洁的半导体，自由电子，空穴，相等。杂质浓度，温度。少数载流子，(内)电场力。单向导电性，正向导通压降UF和反向饱和电流IS。反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压〔UZ〕，工作电流〔IEmin〕，最大管耗〔PZmax〕和动态电阻〔rZ〕增大;【2-2】试分析图电路，计算电位器调节端对地的输出电压范围。图题2-2电路图解：二极管的正向特性曲线，当电流较大时，比拟陡直，也具有一定的稳压特性。此题就是利用二极管的正向特性来获得比拟稳定的低的直流电压值。可以从其他电源转换而来，例如图中的±12V直流电源，比通过电阻降压要好。两个二极管正偏工作，a、b二点间的电压为1.4V。330的电位器跨接在a、b二点之间，a点是+0.7V，b点是-0.7V。Uo对地电压的调节范围-0.7V~+0.7V，电位器的中点是0V。【2-3】电路如下图，二极管均为理想二极管，电压U为220V市电，L1、L2和L3为3个灯泡，请分析哪个灯泡最亮。图题2-3电路图[解]根据题意，电压U为220V交流市电，故该电路的分析应该从正半周和负半周两个方面进行。在正半周，D2导通，L2被短路，D1和D3截止，L1和L3各分得电压110V；在负半周，D1和D3导通，L1和L3被短路，L2上承受220V电压；故L2灯最亮。【2-4】在图2.10.3电路中，U1和U2分别为大小适宜的电源，U1>0、U2<0。二极管D1和D2的正向导通电压为UD，耐压为无穷大，且。请画出该电路的电压传输特性曲线，并写出A点的电压表达式。图2.10.3题2-4[解]当输入电压很低时，，D1二极管反向截止，此过程中D2二极管正向导通，计算可得：此时输出电压为，定义此电压为Uth。当时，二极管D1和D2均为导通状态，此时，输出电压跟随输入电压变化；当时，二极管D1导通，D2截止，输出电压。此题关键在于判断各二极管的工作状态，传输特性如下图。图例解图【2-5】电路如下图2.10.4，其中ui=20sinωt(mV)，f=1kHz，试求二极管VD两端电压和通过它的电流。假设电容C容量图2.10.4题2-51．静态分析静态，是指ui=0，这时ui视作短路，C对直流视作开路，其等效电路如图(a)所示。不妨设UD=0.6V那么对于静态分析，也可以根据二极管的伏安特性曲线，用图解法求解。2．动态分析对于交流信号，直流电源和电容C视作短路；二极管因工作在静态工作点附近很小的范围内，故可用动态电阻rd等效，且，由此可得等效电路如图(b)所示。二极管伏安特性方程：()由于二极管两端电压UDUT=26mV，故式可简化为：所以3．交流和直流相叠加4．uD和iD波形如图(c)、(d)所示。图1.4.2例1.4.1解【2-6】分析图2.10.5所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。设20℃时二极管的正向电压降UD=660mV，求在50℃图2.10.5题2-6解：该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数-2mV/℃。20℃时二极管的正向电压降UD=660mV，50UD=660-〔230〕=600mV因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。【2-7】试分析图2.10.6所示电路的工作情况，图中二极管为理想二极管，u2=10sin100tV。要求画出uO的波形图，求输出电压uO的平均值UO(AV)图2.10.6题2-7解：当u2>0时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，uO为正；当u2<0时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，uO仍为正。实现桥式整流，波形如图1-12。【2-8】在图2.10.7中，试求以下几种情况下输出端对地的电压UY及各元件中通过的电流。〔1〕UA=10V，UB=0V；〔2〕UA=6V，UB=5V；〔3〕UA=UB图2.10.7题2-8解：〔1〕导通，截止〔2〕导通，截止〔3〕均导通【2-9】设硅稳压管VDz1和VDz2的稳定电压分别为5V和10V，正向压降均为0.7V。求各电路的输出电压UO。图题2-10电路图解：图(a)15V;图(b)1.4V;图(c)5V;图(d)0.7V.【2-10】有两个稳压管VDZ1和VDZ2，其稳定电压值分别为5.5V和8.5V，正向压降都是0.5V。如果要得到3V的稳定电压，应如何连接？解：连接方法如图1-5。图1-5第四章【4-1】填空：1．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称做器件。2．场效应管属于控制型器件，而双极型晶体管是控制型器件。结型，绝缘栅型，多数，单极型。电压，电流。【4-2】两个场效应管的转移特性曲线分别如图4.7.1(a)、(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数〔开启电压或夹断电压，低频跨导〕。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S(a)(b)图4.7.1题4-：〔a〕P沟道增强型MOS管，开启电压UGS〔th〕＝－2V，IDO=-1mA在工作点〔UGS＝－5V，ID＝－2.25mA〕处，gm=〔b〕N沟道耗尽型MOSFET，夹断电压，在工作点〔UGS＝－2V，ID＝1mA〕处，【4-3】图4.7.2(a)所示电路中场效应管的转移特性如图4.7.2(b)所示。求解电路的Q点和Au(a)(b)图4.7.2题4-3电路图解：由图4.3(b)转移特性曲线可得：UGS(th)=2V，过点(6,4)和(4,1)代入，可得IDO=1mA由图4.3(a)电路图可得：UGSQ=3VUDSQ=VDD-IDQRd=15V-0.25mA10kΩ=12.5VAu=-gmRd=-0.5mS·10kΩ=-5【4-4】电路如下图4.7.3，设MOS管的参数为UGS(th)=1V，IDO=500uA。电路参数为VDD=5V，－VSS=－5V，Rd=10kΩ，R=0.5kΩ，IDQ=0.5mA。假设流过Rg1、Rg2的电流是IDQ的1/10，试确定Rg1和Rg2图4.7.3题4-4电路图图4.7.4题4-6解：，即0.5=0.5(uGS/1-1)2由此可得：uGS=2V流过Rg1、Rg2的电流约为0.05mA，即有Rg1+Rg2=10/0.05kΩ=200kΩ于是可得：Rg2=45kΩ，Rg1=155kΩ【4-5】电路如下图4.7.3，Rd=10kΩ，Rs=R=0.5kΩ，Rg1=165kΩ，Rg2=35kΩ，UGS(th)=1V，IDO=1mA，电路静态工作点处UGS=1.5V。试求共源极电路的小信号电压增益Au=uo/ui和源电压增益Aus=uo/us解：UDSQ=VDD-(-VSS)-IDQ(Rd+RkΩ=7.375VRi=Rg1//Rg2=28.875kΩgm＝=1【4-6】电路如图4.7.4，场效应管的rds>>RD1.画出该放大电路的中频微变等效电路；2.写出、Ri和Ro的表达式；3.定性说明当Rs增大时，、Ri和Ro是否变化，如何变化？4.假设CS开路，、Ri和Ro是否变化，如何变化？写出变换后的表达式。解：此题的场效应管是增强型的，所以要用增强型的转移特性曲线方程式由以上三个式子可求出电路的静态工作点。1.略2.电压增益Au=–gm〔Rd//RL〕对转移特性曲线方程求导数，可得输入电阻输出电阻3.Rs的增大，会使UGS有所下降，静态工作点的ID下降，gm有所减小，Au有所下降，对Ri和Ro没有什么影响。4.Cs开路，对静态工作点没有影响，但电压增益下降。Cs开路，对Ri和Ro没有什么影响。【4-7】在图4.7.5所示电路中，UGS=－2V，管子参数IDSS＝－4mA，Up＝UGS(off)1.求电流IDQ和电阻RS。2.画出中频微变等效电路，用已求得的有关数值计算Au，Ri和Ro〔设rDS的影响可以忽略不计〕。3.为显著提高｜Au｜，最简单的措施是什么？图4.7.5题4-7电路图图4.7.6题4-8解：场效应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出为显著提高|Au|，应在RS两端并联旁路电容。【4-8】场效应管放大电路如下图4.7.6，其中Rg1=300，Rg2=120，Rg3=10，Rs=Rd=10，CS的容量足够大，VDD＝16V，设FET的饱和电流，夹断电压Up=UGS(off)=－2V，求静态工作点，然后用中频微变等效电路法求电路的电压放大倍数。假设CS开路再求电压放大倍数。[解]1.求静态工作点该放大电路采用耗尽型场效应三极管，分压偏置电路。由于栅极回路无静态电流，所以Rg3中无电流。所以，Rg1和Rg2分压点的电位与栅极电位相等，这种分压偏置可以提高放大电路的输入电阻。由电路得：上述方程组代入数据得两组解：第一组：ID=0.46mAUGS=-0.6V第二组：ID2=0.78mAUGS=-3.8V＜Up第二组数据不合理，故工作点为：ID=0.46mA，UGS=-0.6V2.用微变等效电路求电压放大倍数放大器的微变等效电路如图2-13〔b〕；图2-13(b)2-13题的中频微变等效电路图2-13(c)无CS的微变等效电路对转移特性曲线方程式求导数，可得Au=－6.93.CS开路时的电压放大倍数CS开路实际上就是电路出现电流串联负反应，电压增益下降。如果没有学习反应，仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图2-13(c)。因为rd>>Rd、Rs故于是第五章【5-1】填空1.为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用耦合方式。2.为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电路应采用耦合方式。3.假设两个放大电路的空载放大倍数分别为20和30，那么将它们级连成两级放大电路，那么其放大倍数为〔a.600，b.大于600，c.小于600〕4.在三级放大电路中，|Au1|=50，|Au2|=80，|Au3|=25，那么其总电压放大倍数|Au|=，折合为dB。5.在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的；而前级的输出电阻那么也可视为后级的。6．功率放大电路的主要作用是。7．甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的大小来区分的，其中甲类放大；乙类放大；甲乙类放大。8．乙类推挽功率放大电路的较高，这种电路会产生特有的失真现象称；为消除之，常采用。9．一个输出功率为10W的扩音机电路，假设用乙类推挽功率放大，那么应选至少为W的功率管个。10．理想集成运算放大器的放大倍数Au＝，输入电阻Ri＝，输出电阻Ro＝。11．通用型集成运算放大器的输入级大多采用电路，输出级大多采用电路。直接变压器c小于600105，100负载，后级的信号源，信号源内阻向负载提供足够大的功率；导通角，导通角为360°，导通角为180°，大于180°而小于360°；效率，交越失真，甲乙类工作状态；2，2。∞，∞，0差分放大，互补功率输出【5-2】电路如下图1．写出及Ri，Ro的表达式，设β1、β2、rbe1、rbe2及电路中各电阻均为。2．设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。假设原因是第一级的Q点不适宜，问第一级产生了什么失真？如何消除？假设原因是第二级Q点不适宜，问第二级产生了什么失真？又如何消除？解：1．2．输出电压波形出现了顶部失真。假设原因是第一级的Q点不适宜，第一级产生了截止失真，可以通过减小Rb12或增加Rb11的方法消除；假设原因是第二级Q点不适宜，第二级产生了饱和失真。可以通过增加Rb2的方法消除。【5-3】某差分放大电路如下图，设对管的β=50，rbb′=300Ω,UBE=0.7V，RW的影响可以忽略不计，试估算：1．VT1，VT2的静态工作点。2．差模电压放大倍数Aud。3．仿真验证上述结果。图题5-2电路图图5.12.2题5-3电路图解：1．静态工作点计算，令2．【5-4】在图所示的差分放大电路中，两个对称晶体管的β=50，rbe=1.2kΩ。1．画出共模、差模半边电路的交流通路。2．求差模电压放大倍数。3．求单端输出和双端输出时的共模抑制比KCMR。解：1.在共模交流通路中，电阻R开路，故其半边电路的射极仅接有电阻Re；在差模交流通路中，电阻R的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为Re和R/2的并联。图3-5〔a〕共模〔b〕差模2．3．双端输出条件下：，，单端输出条件下：，【5-5】分析图中的电路，在三种可能的答案〔a：增大；b：减小；c：不变〕中选择正确者填空，设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放大管处于截止或饱和状态。1．假设电阻Re增大，那么差模电压放大倍数，共模电压放大倍数。2．假设电阻R增大，那么差模电压放大倍数；共模电压放大倍数。3．假设两个RC增大同样的数量，那么差模电压放大倍数；共模电压放大倍数。图题5-4电路图图5.12.4题5-5电路图解：提示：增加，导致减少，增加，故减少，切记不要简单的从的表达式中无确定增加不变。1.b，b；2.c，a；3.a，a。【5-6】在图所示的放大电路中，各晶体管的β均为50，UBE=0.7V，rbe1=rbe2=3kΩ，rbe4=rbe5=1.6kΩ，静态时电位器RW的滑动端调至中点，测得输出电压Uo=+3V，试计算：1．各级静态工作点：IC1、UC1、IC2、UC2、IC4、UC4、IC5、UC5〔其中电压均为对地值〕以及Re的阻值。2．总的电压放大倍数〔设共模抑制比极大〕。图题5-6电路图解：1．静态工作点计算：=20μA=0.52mA2.6V因为所以,3.9kΩ2.在不考虑共模输出的条件下，第一级差分电路单端输入，双端输出。定义的参考方向端为+。＝－9.83第二级为双端输入，单端输出＝46.88＝－460.8【5-7】在图功放电路中，VCC=12V，RL=8Ω。ui为正弦电压，求：1．在UCES=0的情况下，负载上可能得到的最大输出功率；2．每个管子的管耗PCM至少应为多少？3．每个管子的耐压至少应为多少？解：1.POmax=VCC2/2RL=9W；2.PCM≥0.2Pomax=1.8W，|U＜BR＞CEO|≥2VCC=24V。【5-8】电路如下图，VT1，VT2的饱和压降为2V，A为理想运算放大器且输出电压幅度足够大，且能提供足够的驱动电流。ui为正弦输入电压。1．计算负载上所能得到的最大不失真功率；2．求输出最大时输入电压幅度值Uim；3．说明二极管VD1，VD2在电路中的作用。图题5-7电路图图5.12.7题5-8电路图解：1.Uom=[VCC-UCE〔sat〕]RL/〔Re+RL〕=12.48VPomax=≈3.2W；2.Au≈-RF/R1=-12，故Uim=Uom/|Au|=1.04V；3.为T1、T2提供一定的静态偏置电压，以克服输出信号的交越失真。【5-9】单电源乙类互补OTL电路如下图5.12.8，VCC=12V，RL1.求UCES=0的情况下，电路的负载上可能得到的最大输出功率Pom是多少？2.如何选择图中晶体管？3.在负载电阻不变的情况下，如果要求Pom=9W，试问VCC至少应该多大？图5.12.[解]1.求最大输出功率Pom、效率η和管耗PT最大输出功率Pom为:2.晶体管必须满足的条件最大集电极电流反向击穿电压最大管耗3.由，可求得【5-10】OTL互补对称式功率放大电路如下图5.1.该电路VT1、VT2管的工作方式为哪种类型？2.静态时VT1管射极电位UE是多少？负载电流IL是多少？3.电位器RW的作用？4.假设电容C足够大，VCC=15V，晶体管饱和压降UCES=1V，RL=8Ω，那么负载RL上得到的最大不失真输出功率Pom为多大？图5.12.[解]1.功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类。该电路中在输入信号周期内，管子导通时间大于半个周期而小于整个周期，属于甲乙类工作方式。2.二级管VD1、VD2产生的压降为VT1、VT2管提供一个适当的静态偏压，使VT1、VT2管处于微导通状态。由于电路对称，静态时没有输出电压。动态时，由于电路工作在甲乙类，即使输入信号很小〔VD1、VD2的交流电阻也小〕，根本上可以线性地进行放大，有效地消除了交越失真。3.静态时，VT1管射极电位。由于电容C的隔直作用，负载RL上没有电流，即IL=0。4.调解电位器RW，使VT1、VT2管基极间有一个适宜的电流ID和压降UB1B2，电流ID通常远大于IB1、IB2，而压降UB1B2确保VT1和VT2管在静态时处于微导通状态。另外调节电位器RW可以使电容C2两端的电压为。5.电路的最大不失真输出功率Pom为代入所有参数，得。第六章【6-1】在图所示的电路中，A均为理想运算放大器，其中的图(e)电路，运放的最大输出电压大于UZ，且电路处于线性放大状态，试写出各电路的输出与输入的关系式。(a)(b)

(c)(d)(e)

图题6-1电路图解：图〔a〕：uO=-2uI；图〔b〕：；图〔c〕：uO=-uI+2uI=uI；图〔d〕：；图〔e〕：故得。【6-2】电路如图(a)所示。

1.写出电路的名称。

2.假设输入信号波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形并标明有关的电压和所对应的时间数值。设A为理想运算放大器，两个正、反串接稳压管的稳压值为±5V。

3.对电路进行仿真，验证计算结果。图题6-2电路图解：1.带限幅的反相比例放大电路；2.当|uI|≤1V时，电路增益Auf=-5；当|uI|≥1V时，|uO|被限制在5V。波形如图4-3。图4-3【6-3】在图所示的增益可调的反相比例运算电路中，R1＝Rw=10kΩ、R2=20kΩ、UI=1V，设A为理想运放，其输出电压最大值为±12V，求：当电位器Rw的滑动端上移到顶部极限位置时，Uo=?当电位器Rw的滑动端处在中间位置时，Uo=?电路的输入电阻Ri=？图6.11.3题6-3电路图解：1.2.3.ri=R1=10k。【6-4】图中的D为一个PN结测温敏感元件，它在20℃时的正向压降为0.560V，其温度系数为–2mV/℃，设运放是理想的，其他元件参数如下图，试答复：I流向何处？它为什么要用恒流源？第一级的电压放大倍数是多少？当Rw的滑动端处于中间位置时，Uo(20℃)=？Uo(30℃Uo的数值是如何代表温度的(Uo与温度有何关系)？温度每变化一度，Uo变化多少伏？图题6-4电路图解：1.I全部流入二极管VD。因uD=f〔iD，T〕，为使测温时uD=f〔T〕，应使iD为常数，此处的二极管电流I要采用恒流源提供。2.Au1=5；3.uO1〔20℃〕=2.8V，uO1〔30℃〕=2.7V；Up=于是，uO〔20℃〕=0.2V，uO1〔304.uO=0.20V代表20℃，uO=0.30代表30℃，以此类推。总之，在数值上，T〔℃〕与100u5.温度每变化1℃，uO【6-5】在图所示电路中，运放为理想的，电阻，，，，电容C=100F。设时，，，，求当时的输出电压值。图题6-5电路图解：=3V此电流为电容C充电当t=10s时,=－3.67V【6-6】用理想运放组成的电路如下图，，，，，，试求的值。图题6-6电路图解：【6-7】设图中的运算放大器都是理想的，输入电压的波形如图6.11.7(b)所示，电容器上的初始电压为零，试画出uo的波形。(a)(b)图题6-7电路图解：(t的单位为s)UO=3UI1+0.1。【6-8】用集成运算放大器实现以下运算关系要求所用的运放不多于三个，画电路图，元件要取标称值，取值范围为

1kΩ≤R≤1MΩ0.1μF≤C≤10μF

解：图4-9【6-9】电路如下图，UI1=1V、UI2=2V、UI3=3V、UI4=4V(均为对地电压)，R1=R2=2k，R3=R4=RF=1k求Uo。图题6-9电路图【6-10】图是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的放大电路。试求出uO与uI1、uI2的运算关系式。图题6-10电路图【6-11】电路如下图，证明：=2图题6-11电路图解：令,电路等效为图4－12.由虚短虚断的概念,对节点A,B分别有于是,图4-12【6-12】图是应用运算放大器测量电压的原理电路，共有0.5、1、5、10、50V五种量程，求、、、、的阻值。(输出端接有满量程5V，500μA的电压表。)解：，，，，【6-13】图是应用运算放大器测量小电流的原理电路，求、、、、的阻值。(输出端接的电压表同上题。)图题6-12电路图图6.11.12题6-13电路图【6-14】电路如下图，其中二极管和集成运放都是理想的，，。R1=1k、R2=2k、R3=2k、R4=100k。画出电路的传输特性。图题6-14电路图解：当Uom=+15V时，二极管导通，稳压管击穿，运放的正反应回路导通此时输出uo=6V。此时电路的阈值当输入电压大于4V时，运放的输出跳变为Uom=-15V，此时二极管VD1和VD2截止，R2回路不通，运放的阈值变为于是可以画出电路的传输特性，见图13-11(b)。图13-11(b)电压传输特性【6-15】反相滞回比拟器如图4(a)所示，A为理想运放，输出电压的两个极限值为，VD为理想二极管，输入三角波电压的波形如图4(b)所示，峰值10V。试画出相应的输出波形。(a)(b)图题6-15电路图解：当时，D导通，阈值电压；当时，D截止，阈值电压。〔-1.5V〕输出波形见图13-12(c)。(a)(b)(c)图13-12题13-12电路图【8-1】判断以下说法是否正确。1.只要具有正反应，电路就一定能产生振荡。〔〕2.只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振荡。〔〕3.凡满足振荡条件的反应放大电路就一定能产生正弦波振荡。〔〕4.正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是。〔〕5.正弦波振荡电路维持振荡的条件时。〔〕6.在反应电路中，只要安排有LC谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。〔〕。7.对于LC正弦波振荡电路，假设已满足相位平衡条件，那么反应系数越大越容易起振。〔〕⑧电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。〔〕〔否，还要看相位平衡条件。〕〔否，还要看幅度平衡条件。〕〔否，需要有选频网络。〕〔否，应大于1。〕〔是。〕〔否，还需要有正反应。〕〔是，反应系数决定振荡的幅度条件。〕〔否，因电容三点式振荡电路的反应信号从电容器上取出，反应信号中的高次谐波分量较小，所以振荡波形相对于电感三点式振荡电路输出的波形要好一些。〕【8-2】试用相位平衡条件判断图8.10图8-10-1题8-2电路图图8-10-113-2(b)题8-2电路的改接成正反应解：用瞬时极性法判断为负反应，不能振荡。应将图13-2改为图13-2(b)可满足相位平衡条件。忽略VT1基极回路的影响，振荡频率为【8-3】在图8.10(a)(b)(c)图8.10.2题解：图(a)，①接④；②接⑤；③接地。图(b)，①接⑤；②接⑥；⑦接④；③接地。图(c)，①接④；②接⑤；③接地。【8-4】为了使图8.10.3中各电路能够产生正弦波振荡，请将图中j、k、m、n、图8.10.3题解：正确连线分别见以下图中的(d)、(e)、(f)。【8-5】电路如下图8.10.4。试用相位平衡条件判断哪些电路可能振荡？哪些电路不可能振荡?并说明理由，对于不能振荡电路，应如何改接才能振荡？图中Ce、C(a)(b)(c)图8.10.4题解：图〔a〕电路不满足自激振荡相位条件，故不能振荡。改良方法见电路图13-6(b)。图〔b〕电路不能振荡。因为LC并联回路在谐振时阻抗趋于无穷大，因而电路不能形成正反应通路。将LC并联回路改为串联谐振回路，见电路图13-6(c)。图〔c〕电路虽满足自激振荡相位条件，但由于发射极有耦合电容，反应量将被短接至地，因此该电路不能振荡。去掉发射极与地之间的电容Ce即可，见电路图13-6(d)。图13-6(b)图13-6(c)图13-6(d)【8-6】如下图8.101.为了能产生正弦波振荡，该电路中的集成运放的两个输入端各应该是什么输入端？2.当这个电路能产生正弦波振荡时，它的振荡频率表达式各如何？的温度系数为正还是负？图8.10.5题[解]1．电路中的L与C组成并联谐振回路，当时，其阻抗最大，呈纯电阻特性。由于该电路有两个反应，从电路可见，这两个反应必定有一个是正反应，另一个是负反应。LC并联谐振回路当时引入的反应最弱，故它应该引入负反应，以便使该电路对频率为的信号有最强的正反应。故运放A的上面一个输入端应该是反相输入端，下面一个输入端为同相输入端。2．电路产生的正弦波频率为为了使电路的输出电压幅度稳定，增大时引入的正反应作用应该自行减弱，值应该增大，故应该具有正的温度系数。【8-7】在图8.10类型，并写出振荡频率的表达式。图8.10.6题解：图(a)、图(c)不满足相位平衡条件；图(b)、图(d)满足相位平衡条件，可能振荡。图(b)是电感三点式LC振荡器，图(d)是电容三点式LC振荡器。二者的振荡频率表达式分别为【8-8】试用相位平衡条件判断图8.10图8.10.7题解:假设要满足正反应的条件，石英晶体必须呈电感性才行，为此，产生振荡的频率应界于fs和fp之间。由于石英晶体的Q值很高，可到达几千以上，所示电路的振荡频率稳定性要比普通LC振荡电路高很多。石英晶体振荡电路的频率不易调节，往往只用于频率固定的场合。半可调电容器Cs只能对石英晶体的谐振频率作微小的调节。【8-9】电路如下图8.10.8，其中VD1、VD2为二极管，VD3为6V稳压管，二极管、稳压管和集成运放都是理想的，Uom=±15V，R1=1k、R2=2k、R3=2k、R4=100k。画出电路图8.10.8题解：此题和第五章重复当Uom=+15V时，二极管导通，稳压管击穿，运放的正反应回路导通此时输出uo=6V。此时电路的阈值当输入电压大于4V时，运放的输出跳变为Uom=-15V，此时二极管VD1和VD2截止，R2回路不通，运放的阈值变为于是可以画出电路的传输特性，见图13-11(b)。图13-11(b)电压传输特性【8-10】方波—三角波发生电路如下图8.10.9，设A1，A2为理想运算放大器，说明Rw的作用，定性画出uo波形，求uo图8.10.9题解：A1构成滞回比拟器，经双向稳压管得到幅度为UZ的方波；经A2构成积分器后，得到三角波或锯齿波输出。这要由流经R2的充电电流和放电电流二者的相对大小关系来确定，当充电电流等于放电电流时为三角波；当充电电流大于放电电流时为负向锯齿波；当充电电流小于放电电流时为正向锯齿波。至于充电电流和放电电流的大小，那么取决于电阻R2两端的电位差，充电时UZ为正，UZ＞US；放电时UZ为负，UZ＜US。所以，调节Rw即可得到三角波或正向锯齿波或负向锯齿波。uo波形见图13-15(b)。uo的峰峰值取决于滞回比拟器的翻转，A1的阈值电压为根据上两式，当阈值过０时，即可求出输出电压的幅值【8-11】一压控振荡电路如下图8.10.10，，硅稳压管VDZ的稳定电压为，UI为负的直流控制电压，集成运放A1，A2的性能理想。试求uo的峰峰值及电路振荡频率f0的表达式，并画出uo1及uo的波形。解：A1构成积分器，A2构成过0比拟器，积分器在负的直流控制电压Ui作用下工作。uo1和uo共同决定A2的阈值，设初始状态，uo=-UZ，所以＜０，于是二极管截止，积分器在Ui作用下正向积分，并拉动向0靠近，A2的第一个阈值为A2的第二个阈值为当阈值过0时，比拟器翻转，可求出uo1的峰峰值uo的峰峰值为2UZ。uo1及uo的波形见图13-16(b)。因,其中T1期间，输出电压，。图13-16(b)题13-16的波形图图8.10.10题【8-12】图8.10.11给出的是能产生方波和三角波输出的压控振荡电路，设运放都是理想的，电源电压为15V，VD1、VD2是理想的二极管，0V＜Ui＜10V，双向稳压管的工作电压为1．说明电路的工作原理；2．推导输出信号频率与输入电压的关系式；3．定量画出当Ui=4V、k=0.5时，Uo3和Uo4的波形〔需明确标出幅值和时间参数的数值和单位〕。图8.10.11题解：1.运放A1为同相输入的电压跟随器；运放A2为反相器；运放A3为积分器；运放A4为滞回电压比拟器。设积分器的输入为UA，电路初始条件为：当t=0时，UO3=0V，UO4=+UZ=10V，且输入电压UI为。电路初始，，UO4=+UZ；因此D1截止，D2导通，UA=UI>0，给积分电容C充电，UO3下降，当UO3下降使运放A4的同相端电压UP<0时，UO4变为－UZ；此时D1导通，D2截止，UA=UO2=-UI<0，使电容C反向充电，UO3随之上升，当UO3上升使UP>0时，UO4变为+UZ；如此循环往复，UO4输出方波，UO3输出三角波。…….….(4分)2.根据滞回电压比拟器工作原理计算三角波输出UO3的幅值为根据积分电路的表达式计算电路振荡周期为……………….(4分)3.当UI=4V、k=0.5时，计算出三角波幅值为，振荡周期为。电路工作波形如下图。……...….……..……………..……………(4分)图【9-1】在以下各种情况下，应分别采用哪种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路？1．抑制50HZ交流电源的干扰；2．处理具有1kHZ固定频率的有用信号；3．从输入信号中取出低于2kHZ的信号；4．抑制频率为100kHZ以上的高频干扰。解：1.带阻；2.带通；3.低通；4.低通。【9-2】试说明图9.11.1所示各电路，属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路，图(b)中图题9-2电路图解：〔a〕一阶高通滤波器；〔b〕二阶带通【9-3】设一阶LPF和二阶HPF的通带放大倍数均为2，通带截止频率分别为3kHZ和2kHZ，试用他们构成一个带通滤波电路，并画出频率特性。解：把二者串联即可。【9-4】分别导出图9.11.图9.11.解：〔a〕高通滤波器，，截止频率〔b〕低通滤波器，，截止频率【9-5】在图9.11.3所示电路中，通带放大倍数为2，截止频率为1kHZ，C1＝C2=1图9.11.解：R=0.16k【9-6】简述开关电容滤波电路的特点。解：1.易集成，单片集成化。2.其时间常数依赖于电容的比值，可以实现大时间常数，且滤波器的参数准确性和稳定性高。3.与数字滤波器相比，它可以对模拟量的离散值直接进行处理，不需要模/数转换器，省略量化过程。【9-7】什么是调制？什么是调幅、调频和调相？什么是解调？解：将低频信息加载到作为信息载体的高频信号上，以便传输的信号处理过程，称为调制；解调是调制的逆过程，是指将调制信号与载波信号别离的信号处理过程。用调制信号改变载波信号的幅度、频率、相位，相应的调制方法分别称为调幅、调频和调相调幅波的特点是频率与载波信号的频率相等，幅度随输入信号幅度的变化而变化；调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，频率随输入信号幅度的变化而变化；调相波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，相位随输入信号幅度的变化而变化。【9-8】电路的波形图如下图9.11.图9.11.解：标准调幅波，〔a〕为调制信号，〔b〕为载波信号。【9-9】如下图9.11.5，如果F1和F2分别表示调制信号频率的上下限，图9.11.解：下边带：，上边带：【9-10】一个调幅电路，调制信号的频率为10kHZ~20kHZ，载波信号频率为10MHZ，试画出该调幅波的频谱图。解：【9-11】图9.11.(a)(b)图9.11.解：〔a〕同步检波；〔b〕峰值检波；〔a〕图产生的为双边带信号，无法用峰值检波。【9-12】对于峰值检波器电路，调制信号的频率范围100Hz～10kHz，载波信号频率1MHz，峰值检波器的负载R=3k，试计算电容参数和选择检波二极管的型号。解：根据峰值检波电路的原理，其时间常数应远大于载波信号的周期，才能保证将载波信号滤出；而又必须远小于调制信号的周期，才能保证输出能跟上调制信号的变化。故有，可求得；可取C=3300pF【9-13】锁相环有什么特点？如何利用锁相环实现调频信号的解调？解：锁相环电路是一个自动相位控制系统，在输入信号频率改变或含有噪声的情况下，产生与输入信号频率保持同步的输出信号。环路锁定时，其输出信号频率与输入信号频率相等，二者保持一个固定的相位差值。调频波的特点是频率随调制信号幅度的变化而变化。当载波信号的频率与锁相环的固有振荡频率ω0相等时，压控振荡器输出信号的频率将保持ω0不变。假设压控振荡器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号uc外，还有调制信号ui，那么压控振荡器输出信号的频率就是以ω0为中心，随调制信号幅度的变化而变化的调频波信号。由此可得调频电路可利用锁相环来组成，由锁相环组成的调频电路组成框图如下图。【9-14】有一个频率合成电路如下图9.11.7。，分频系数M=5、N=10，写出信号的频率？图9.11.解：fR/M=fo/Nf0=N/M*fR=2000kHz【9-15】设图9.11.8中模拟乘法器(1．该电路能在几个象限工作？2．推导uo与ui1、ui2之间的关系式，指出该电路具有何种运算功能。3．设K=0.1V-1，R1=10k，R2=1k，ui1和ui2极性相同且绝对值均为10V，问输出电压uo=？图9.11.解：1.要求uI2＞0，即为正极性，该电路只能在第一、第二象限工作。2.，该电路具有除法运算功能。3.【9-16】图9.11.9中的运算放大器和模拟乘法器都具有理想的特性，求的表达式，。图9.11.解：在保证VREF>0的条件下，乘法器引入的是负反应，用虚短、虚断的概念不难得到：uo=〔1/K〕〔1+R1/R2〕〔ui/UREF〕【9-17】电路如下图9.11.10，设图中器件均具有理想的特性，且，，计算图9.11.【9-18】电路如下图9.11.11，设所有器件均为理想的，乘法器的，参考电压，而、、都是系数，求的表达式。图9.11.解：【9-19】用集成运放和模拟乘法器组成实现的运算电路。解：【9-20】电路如下图9.11.12。模拟乘法器及集成运放均为理想器件，电容上的初始电压为零，ui为一交流输入电压。试说明M1、A1、M2和A2各组成什么电路，写出uo1、uo2和uo图9.11.解：M1构成平方电路，A1构成积分器，M2和A2构成开平方电路。整体为一个均方根电路。【10-1】全波整流电路如下图，变压器次级绕组的中心抽头接地，且为，变压器绕组电阻和二极管正向压降可忽略不计。试求：①画出iL、uo及二极管反向电压uDR的波形；②求UO(AV)、IL(AV)和二极管平均电流ID(AV)、反向峰值电压URM；③如果D2的极性接反，会出现什么问题？④假设输出端短路，会出现什么问题？图题10-1电路图图10.10.2题10-2电路图解：1．2．；；；。3．如果VD2的极性接反，那么变压器的二次侧绕组在输入信号的正半周被短路，造成回路电流过大，引起整流二极管和变压器的损坏。4．假设输出端短路，结果同上。【10-2】图为桥式整流电容滤波电路。RL=50，C=1000F，用交流电压表量得变压器次端电压的有效值U2=20V。如果用直流电压表测得的UO(AV)有以下几种情况：①28V，②18V，③24V，④解：1．，当负载电阻，即输出空载。2．，当滤波电容C断开，没有起到滤波作用时。3．，电路正常。4．，整流桥中有一个整流管断开，电路只有半波整流作用，并且滤波电容C断开，没有起到滤波作用。【10-3】电路如下图，按以下要求答复以下问题：①请标出UO1、UO2的